CN113161339B - 一种芯片及基于芯片实施的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种芯片及基于芯片实施的控制方法，该芯片至少包括无线射频子芯片和可重构天线；所述无线射频子芯片支持多频段信号收发；所述可重构天线通过开关单元控制天线尺寸以接收和/或发送多频段的射频信号。此外，通过可编程基带调制解调器可以实现基于用户自身需求选择相应的调制解调方式，通过可配置数字滤波器可以实现基于用户需要配置相应的数字滤波器，以及还设有支持多种协议的协议子芯片MCU。由此，使得封装后的芯片支持多频段信号收发和多种调制方式，发射功率可调节。

Description

一种芯片及基于芯片实施的控制方法
技术领域
本说明书一个或多个实施例涉及技术领域，尤其涉及一种芯片及基于芯片实施的控制方法。
背景技术
随着物联网技术与集成电路的发展，对通信芯片性能以及尺寸的要求也越来越高，而解决尺寸的主要手段有增大集成度，但随着后摩尔时代的降临，集成度越来越难以突破。
不同的通信方式工作在不同频段，对于不同的通信方式需要采用不同的通信芯片与无线射频子芯片，这就增大了成本。并且，对于工作在不同频段的无线射频子芯片，由于天线尺寸和信号频率存在着一种关系，频率越高天线尺寸越小，频率越低天线尺寸越大，不同频段信号一般需要不同的通信芯片来收发，难以集成。
鉴于此，有望提出一种芯片以至少支持多频段信号。
发明内容
有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种芯片及基于芯片实施的控制方法，以解决上述问题。
基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种芯片，该芯片至少包括无线射频子芯片和可重构天线；无线射频子芯片支持多频段信号收发；可重构天线通过开关单元控制天线尺寸，以接收和/或发送多频段的射频信号。
其中，可重构天线包括至少两段天线和开关控制单元；开关控制单元包括至少一个开关，分别用于控制相邻的两段天线是否连接。
其中，无线射频子芯片与可重构天线信号连接，包括用于接收信号的无线接收机、用于发射信号的无线发射机和用于切换收发状态的收发机切换器。
其中，芯片还包括协议子芯片MCU；协议子芯片支持多种协议。
其中，芯片还包括可配置数字滤波器；可配置数字滤波器，包括第一中央处理器CPU和两个以上数字滤波器；两个以上数字滤波器分别用于支持不同的数字滤波方式；第一CPU用于基于用户指令选择与用户需求匹配的数字滤波方式。
其中，芯片还包括可编程基调调制解调器；可编程基调调制解调器，包括第二中央处理器CPU和两个以上调制解调器；两个以上调制解调器分别用于支持不同的调制解调方式；第二CPU用于基于用户指令选择与用户需求匹配的调制解调方式。
本说明书还提供一种基于芯片实施的控制方法，该芯片至少包括无线射频子芯片和可重构天线，其中无线射频子芯片支持多频段信号收发；方法包括：通过开关单元控制天线尺寸，以接收和/或发送多频段的射频信号。
其中，可重构天线包括至少两段天线和开关控制单元，开关控制单元包括至少一个开关；通过开关单元控制天线尺寸包括：通过至少一个开关分别控制相邻的两段天线是否连接。
本说明书还提供一种电子设备，包括如上述任一项所述的芯片。
本说明书还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求7或8所述的方法。
从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的芯片及基于芯片实施的控制方法，采用SIP封装技术将无线射频子芯片(支持频段Sub1G-2.4G)、可重构天线以及协议子芯片(MCU)、可编程基带调制解调器、可配置数字滤波器等功能单元进行封装，通过开关选择天线长度以接收不同频率的射频信号；用户可以根据自己所需要的通过编程改变调制解调方式、以及，用户可根据需要自行配置所需要的数字滤波器。如此，该芯片支持多频段信号收发，以及支持多种调制方式，发射功率可调节。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本说明书一个或多个实施例中一种芯片俯视角度下的结构框架示意图；
图2示出了本说明书一个或多个实施例中该芯片的可重构天线示意图；
图3示出了本说明书一个或多个实施例中该芯片的无线射频子芯片示意图；
图4示出了本说明书一个或多个实施例中该芯片的可配置滤波器示意图；
图5示出了本说明书一个或多个实施例中该芯片的可编程调制解调器示意图；
图6示出了本说明书一个或多个实施例中一种更为具体的电子设备硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本说明书提出一种芯片，至少包括无线射频子芯片和可重构天线；无线射频子芯片支持多频段信号收发；可重构天线通过开关单元控制天线尺寸，以接收和/或发送多频段的射频信号。
具体地，本申请提出通过SIP封装技术将无线射频子芯片、多种天线(频段Sub1G-2.4G)、协议子芯片MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、电源、可重构天线通过开关选择天线长度以接收不同频率的射频信号、可编程基带调制解调器用户可以根据自己所需要的通过编程改变调制解调方式、用户可根据需要自行配置可配置数字滤波器以获得所需要的数字滤波器。
参阅图1所示，示例性地，在一个实施例中，图1是本说明书一个应用场景示例中该芯片俯视角度下的结构框架示意图。
在一个实施例中，该芯片包括：可重构天线101，通过开关键选来选择天线长度以接收不同频率的射频信号；无线射频子芯片102，用于支持信号(例如射频信号)的收发；可配置数字滤波器103，用于支持多种数字滤波方式，使得用户可根据需要自行配置，改变数字滤波方式；可编程调制解调器104，用于支持多种调制解调方式，使得用户可以根据需要自行对所述可编程基带调制解调器进行配置，改变调制解调方式；协议子芯片MCU105，用于支持多种协议，用户可根据自身需要下载相应的协议栈，进而实现对相应协议的支持和设置。
在一个实施例中，该芯片还可以包括通信芯片电源106，用于为所述通信芯片提供能量。
在一部分实施例中，该芯片可以基于SIP封装技术进行封装。
具体地，可重构天线101包括至少两段天线和开关控制单元，其中，开关控制单元包括至少一个开关，分别用于控制相邻的两段天线是否连接。例如，示例性地，参阅图2所示，在该示例中，可重构天线101包括四段天线，分别为第一段天线1011；第二段天线1012；第三段天线1013；第四段天线1014；还包括三个开关，分别为第一开关1015，用于控制第一段天线和第二段天线之间是否电性连接；第二开关1016，用于控制第二段天线和第三段天线之间是否电性连接；第三开关1017，用于控制第三段天线和第四段天线之间是否电性连接。具体地，所述开关可基于集成电路中具有开关功能的多种元器件中的至少一种实现，本说明书不逐一列举。通过对开关的开启或闭合的调控，能够实现对天线尺寸的调控，从而实现芯片的信号收发频段，不受硬件上的天线尺寸的限制。
无线射频子芯片102与可重构天线101信号连接，参阅图3所示，在一个实施例中，无线射频子芯片102包括无线接收机1021，用于接收信号(例如射频信号)；无线发射机1022，用于发射信号(例如射频信号)；收发机切换器1023，用于切换收发状态的，即用于切换所述无线射频子芯片的工作状态为接收还是发射信号。
具体地，在一个实施例中，所述无线射频子芯片可以工作在Sub1G-2.4GHz频段，拥有多频多模通信方式以适应目前迅速发展的物联网；天线可以接收信号在Sub1G-2.4GHz的射频信号。
该芯片还包括可配置数字滤波器103。参阅图4所示，在一个实施例中，可配置数字滤波器103可以包括第一CPU1031和两个以上数字滤波器，第一CPU用于基于用户指令选择与用户需求匹配的数字滤波方式，使得用户可以自行配置所需要的数字滤波器；至少两个数字滤波器可分别用于支持不同的数字滤波方式，例如，一个数字滤波器对应一种数字滤波方式，图4中所示的各个数字滤波器1032、1033、1034……分别对应不同的数字滤波方式。
该芯片还包括可编程调制解调器104，参阅图5所示，可编程调制解调器104包括第二中央处理器CPU1041和两个以上调制解调器，使得用户自行配置所需要的的调制解调器；第二CPU1041用于基于用户指令选择与用户需求匹配的调制解调方式，两个以上调制解调器分别用于支持不同的调制解调方式。例如，图5中的各个调制解调器1042、1043、1044……分别对应不同的调制解调方式。
在一个实施例中，所述协议子芯片支持多种协议，用户可根据需要自行下载自己的协议栈；所述电源为所述通信芯片提供能量。
在一个实施例中，该芯片还支持内键自测试，可以测试自己的误码率，同样地，内键自测试也支持多种调制解调方式。
由此，本说明书实施例提供了一种通信芯片，该芯片的设计中，可重构天线，可以通过开关键选天线长度以接收不同频率的射频信号以接收目前物联网各种各样的通信方式发射的射频信号；所述可编程基带调制解调器，用户可以根据需要自行对所述可编程基带调制解调器进行配置，改变调制解调方式；所述可配置数字滤波器，用户可以根据需要自行对所述可配置数字滤波器进行配置，改变数字滤波方式，如高斯滤波。
如此，本说明书提出了一种基于SIP封装技术的通信芯片，将无线射频芯片、多种天线(频段Sub1G-2.4G)、协议芯片(MCU)、电源、可重构天线通过开关选择天线长度以接收不同频率的射频信号，基于可编程基带调制解调器，用户可以根据自己所需要的通过编程改变调制解调方式；基于可配置数字滤波器，用户可根据需要自行配置所需要的数字滤波器；并且还可集成对应于各种常用的调制方式的内键自测试功能，来测试误码率。此外，本说明书提供的通信芯片，不仅发射功率可调节，还可以通过对发射功率的调节减少不必要的损耗，以节约功率。
本说明书实施例中所述支付涉及的技术载体，例如可以包括近场通信(NearField Communication，NFC)、WIFI、3G/4G/5G、POS机刷卡技术、二维码扫码技术、条形码扫码技术、蓝牙、红外、短消息(Short Message Service，SMS)、多媒体消息(MultimediaMessage Service，MMS)等。
本说明书实施例中所述生物识别所涉及的生物特征，例如可以包括眼部特征、声纹、指纹、掌纹、心跳、脉搏、染色体、DNA、人牙咬痕等。其中眼纹可以包括虹膜、巩膜等生物特征。
需要说明的是，本说明书一个或多个实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本说明书一个或多个实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书一个或多个实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
图6示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种芯片，其特征在于，所述芯片至少包括无线射频子芯片、可重构天线和可编程基带调制解调器；
所述无线射频子芯片支持多频段信号收发；
所述可重构天线通过开关单元控制天线尺寸，以接收和/或发送多频段的射频信号；
所述可编程基带调制解调器，包括第二中央处理器CPU和两个以上调制解调器；
所述两个以上调制解调器分别用于支持不同的调制解调方式；所述第二CPU用于基于用户指令选择与用户需求匹配的调制解调方式。
2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述可重构天线包括至少两段天线和开关控制单元；
所述开关控制单元包括至少一个开关，分别用于控制相邻的两段天线是否连接。
3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述无线射频子芯片与所述可重构天线信号连接，包括用于接收信号的无线接收机、用于发射信号的无线发射机和用于切换收发状态的收发机切换器。
4.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述芯片还包括协议子芯片MCU；
所述协议子芯片支持多种协议。
5.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述芯片还包括可配置数字滤波器；
所述可配置数字滤波器，包括第一中央处理器CPU和两个以上数字滤波器；
所述两个以上数字滤波器分别用于支持不同的数字滤波方式；所述第一CPU用于基于用户指令选择与用户需求匹配的数字滤波方式。
6.一种基于如权利要求1-5任意一项所述的芯片实施的控制方法，其特征在于，所述芯片至少包括无线射频子芯片和可重构天线，其中所述无线射频子芯片支持多频段信号收发；所述方法包括：
通过开关单元控制天线尺寸，以接收和/或发送多频段的射频信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述可重构天线包括至少两段天线和开关控制单元，所述开关控制单元包括至少一个开关；所述通过开关单元控制天线尺寸包括：
通过至少一个开关分别控制相邻的两段天线是否连接。
8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的芯片。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求6或7所述的方法。
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